加筋土挡土墙设计资料Word文档下载推荐.docx

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（g/m）

似摩擦系数

CAT30015A

30×

1.5

≥5.8

115

≤3.0

-35

67.0

≥0.4

CAT30015B

≥6.6

71.0

CAT30020A

2.0

≥7.5

77.0

CAT30020B

≥9.0

150

91.0

CAT30020C

≥11.0

180

CAT30020D

83.0

CAT50022

50×

2.2

≥22.0

218

182.0

≥0.5

CAT60022

60×

≥30.5

227

250.0

应用范围

公路：

路堤、路堑、桥台、引道、匝道等加筋土挡土墙工程

铁路：

路基、路堤、桥台

水利：

内河港口码头、防洪堤、水坝、导堤、护岸、河岸整治

其他：

尾矿坝、碴场、滑坡治理以及厂矿企业、城市建设中各种支挡建筑

施工方法

基础施工

1、 

按设计要求开挖到设计标高，槽底面平面尺寸一般大于基础外缘300㎜，要做好防水排水工作。

2、 

变形缝必须做成垂直通缝，基础变形缝用弹性材料填充。

3、 

基础浇筑时，要控制好基础顶面的标高，基顶高程误差不大于±

10㎜。

面板的预制与安装

1、模板要求具有足够的强度和刚度、稳定性和准确性。

2、面板应表面平整，外光内实，尺寸准确。

外轮廓清晰，线条顺直，企口分明，不得有露筋，翘曲、掉角、啃边等情况发生。

3、制完面板可竖向堆放，也可平放，但应防止碰坏翼缘角隅。

当面板平放时，其堆积高度不宜超过5块，板块间宜用方木衬垫。

4、面板在运输过程中，应轻搬轻放。

5、安装第一层面板时，在清洁的条形基础顶面上准确划出面板外缘线。

曲线部位应加密控制点。

6、面板安装时用低强度砂浆砌浆调平，同层相邻面板水平误差不大于10mm，轴线偏差每20延米不大于10mm。

7、按要求的垂度、坡度挂线安装，安装缝宜小于10mm。

安装时应注意防止角隅碰坏，面板安砌一般从变形缝处开始，依次向两边安砌延伸。

8、面板安装可用人工或机械吊装就位，安装时单块面板倾斜度一般可内倾1/100-1/200，作为填料压实时面板外倾的预留度。

9、沿面板纵向每5m间距设标桩，每层安装时用垂球或挂线核对，每三层面板安装完毕均应测量标高和轴线。

10、为防止相邻面板错位，宜用夹木螺栓或斜撑固定，在曲线部位尤应注意安装顺序，水平误差应逐层调整，不得将误差累积后再行总调整。

11、不得在未完成填土作业的面板上安装上一层面板。

严禁采用坚硬石子及铁片支垫，以免造成应力集中损坏面板。

钢塑复合拉筋带的铺设

1、钢塑复合拉筋带的施工，一般是由一根筋带穿过面板预留孔后成为两根，其长度为该结点处加筋体的设计长度另加300-500㎜的富余。

（300-500㎜为穿过面板预留孔时所占的长度）。

2、钢塑复合拉筋带铺设时底面应平整，密实，一般应平铺、拉直，不得重叠、不得卷曲、扭结，在铺设时应呈扇形辐射状。

3、钢塑复合拉筋带不得与硬质尖锐棱角的填料直接接触。

4、钢塑复合拉筋带与面板的连接应牢固、可靠并且易于拉紧、拉直。

5、钢塑复合拉筋带铺设的主方向与墙纵向垂直，以保证钢塑复合拉筋带均匀受力和共同发挥作用。

钢塑复合拉筋带在加筋体中应尽可能均匀分布，保证加筋体能发挥整体作用。

6、钢塑复合拉筋带在铺设时，下层填料要压实整平，其横向倾斜度以不大于5%为宜，在铺设时，边铺边用填料固定其铺设位置，先用填料在拉筋带的中后部成若干纵列压住拉筋带，填料的多少和疏密以足以固定拉筋带的位置为宜，再逐根检查，拉直、拉紧。

7、因为钢塑复合拉筋带间的摩擦要小于筋材与填料之间的摩擦，故要求钢塑复合拉筋带在加筋体内不相互接触，在结构转角处要用填料隔开，隔层厚度宜大于50mm。

填料的摊铺与压实

1、填料种类要求填料易压实，水稳定性好。

填料中的块体的最大块径以不超过分层厚度的2/3为宜，且相应粒径的块体的总含量不大于15%，且最大粒径不得大于15cm。

2、加筋土工程填料的压实是加筋土工程成败的关键，为保证填料的压实，填料应分层回填和分层碾压。

3、拉筋带分层铺设的厚度一般为30cm左右，最大不超过50cm。

4、压路机运行方向应平行于墙面板，下一次碾压的轮迹应与上一次碾压的轮迹重叠轮迹宽度的1/3。

5、第一遍先轻压，使拉筋带位置在填料中能完全固定，然后再重压。

6、碾压时从筋带中部逐步压向尾部，再碾压靠近面板部位，轻压后再全面碾压。

碾压的遍数以填料碾压后达到规定的压实度为准。

7、如填料为砂砾石，压路机最好采用振动压路机，低频慢速行驶。

但不管加筋土是用什么土做填料，压实机械都禁止采用羊足碾。

8、距面板0.8m范围内及拐角压路机无法压实处，宜用蛙式夯或平板夯等轻型机械压实，一般情况下不要采用人工夯。

9、当采用机械卸料、摊铺时，必须铺以人工作业，人工作业是就近将填料搬运和摊铺在拉筋带上，当推土机摊铺填料时，拉筋带上填料的覆盖厚度不得小于200mm，未压实的加筋体，一般不允许运输车辆在上面行驶，若需临时行驶，则填料厚度不得小于300mm，同时其车速不得大于5km/h，并不准急刹车，以免造成拉筋带的错位。

10、填料碾压时填料的含水率应控制在最佳含水率左右，正式碾压前一般先进行试碾压，以便取得有关施工参数或经验，用来指导大面积施工。

加筋土工程设计原理

摘要:

加筋土工程与其它相比，有一个显著特点，由于加筋材料种类繁多，规格品种复杂，性能指标差异较大，填料的种类和物理力学指标不竞相同，各工程项目间可参考性较差。

1.一般规定

1.1.1设计原则：

①工程性质、使用要求、工程特点和发展需要

②安全、适用、经济、美观的要求

③因地制宜、合理取材、有利施工、便于维护

④多方案比选

保证结构的稳定和安全，

保证各部分具有足够的强度、耐久性，

保证加筋体的整体稳定性。

1.1.2设计内容：

①构造设计，

②结构计算，

③施工图绘制和明确施工技术要求，

④工程概算或预算。

加筋土工程与其它相比，有一个显著特点，由于加筋材料种类繁多、规格品种复杂、性能指标差异较大，填料的种类和物理力学指标不竞相同，各工程项目间可参考性较差。

加筋土工程能形成独立的使用功能，可作为单位工程编制相应的概算或预算，同时也便于工程施工组织和工程成本核算。

1.1.3设计基本规定

内部稳定计算是加筋土工程设计的一个特点，公路、水运、铁路、水利等部门基本上相同。

外部稳定计算可按各行业或部门规定进行计算（有关计算方法和安全系数取值等）。

内部稳定计算和外部稳定计算均采用单一安全系数法。

（不采用分项安全系数法）

2.荷载计算和组合

2.1荷载类型

（1）加筋土挡墙

1）加筋体重力，

2）加筋体上填土重力，

3）水的浮力和加筋体后方的剩余水压力、水流力，

4）加筋土体后方土的侧压力，

5）车辆的等代荷载、固定设备、堆货等使用荷载（包括垂直力和侧压力），

6）船舶荷载（系缆力、挤靠力、撞击力），

7）地震荷载。

（2）加筋土桥台

除了有上述部分荷载作用外，加筋土桥台还有以下荷载作用。

1）支座传递荷载（包括水平力和竖向压力），

2）垫梁自重力，

3）加筋土体自重力或加筋体上填土重力，

4）水的浮托力，

5）垫梁背面和加筋体背面的土侧压力。

（3）加筋土地基

3）地面建（构）筑物重力，

4）地（路）面车辆等使用荷载，

5）水的浮力。

2.2荷载计算

（1）永久荷载作用

1）加筋土体的自重力

2）加筋土体上填土重力

《公路加筋土工程设计规范》在加筋土挡墙的内部稳定分析时，对路堤式挡墙上的填土重力规定换算成等代均布土层厚度计算，见图4.1。

等代土层厚度h1为：

h1=（H/2－bb）/m（4.1）

式中，h1——加筋体上填土换算成等代均布土层厚度（m），

当h1<

H时，取h1＝H；

m——路堤边坡率；

H——加筋体高度（m）；

bb——坡脚至墙面板水平距离（戗台或马道宽度）（m）；

H′——加筋体上路堤高度（m）。

3）加筋土整体式桥台垫梁处传递的自重力

4）加筋体后填土引起的土压力

5）水浮力和剩余水压力

（2）可变荷载

1）车辆荷载

2）堆货荷载

3）其它流动机械荷载

4）船舶荷载

5）波浪力和冰荷载

6）施工荷载

（3）偶然荷载

偶然荷载一般指地震荷载。

加筋土结构是柔性结构，具有很好的抗震性能。

地震基本烈度小于6度的地区，不计算地震力，

地震基本烈度为7度、8度、9度地区，只考虑水平地震力；

大于9度的地区，其地震力计算应进行专门研究。

2.3荷载组合

公路加筋土结构的荷载组合有6；

护岸、码头、堤防类加筋体结构承载力极限状态设计考虑以下三种作用效应组合：

持久组合：

对于于持久状况下的永久作用、主导可变作用和非主导可变作用的效应组合；

持久组合采用设计高水位、设计低水位、极端高水位和极端低水位；

短暂组合：

对应于短暂状况下永久作用与可变作用的效应组合；

短暂组合采用设计高水、设计低水位或短暂状况下（如施工期）某一不利水位；

偶然组合：

组合中包括了地震作用效应。

3.构造设计

3.1断面型式

断面型式根据地形和地质条件、结构稳定要求拟定。

常用的有矩形，倒梯形，正梯形和锯齿形。

加筋体墙高6米以下者，一般选用矩形断面。

墙后边坡较陡，地基基础条件较好，宜选用倒梯形断面。

加筋体地基条件较差，后方边坡平缓，宜选用正梯形断面。

墙体较高，或墙基础本身较高，为满足整体稳定要求和地基承载力要求时，可选用锯齿形断面。

断面型式应考虑地形、地质条件，满足结构稳定要求（外部稳定和内部稳定），方便施工，尽量节约材料和造价，经稳定计算和多方案技术经济比较后确定。

3.2基础

基础分为面板下的条形基础和加筋体下的基础。

条形基础的作用主要是便于安砌墙面板，起支托、定位的作用。

其尺寸大小视地基、地形条件而定，宽度不宜小于30cm，厚度业不宜小于30cm。

可采用C15素混凝土或浆砌条石。

基础的埋深在无浸水地区，一般可取60～100cm；

浸水工程应根据水流的冲刷和淘刷作用大小而定，一般不少于150cm。

面板下的基础及加筋体下的基础都应满足地基承载力要求。

若承载力不满足，应进行地基处理，处理方法与其它地基处理方法一样，如换填、挤密、抛石、桩基和加筋地基处理等。

条形基础沿纵向可根据地形、地质、墙高等条件设置沉降缝，其间距一般取10～30m，岩石地基可取大值。

加筋体基础在纵向同条形基础，在横向可做成阶梯形，但台阶最好2阶为宜，第1级的宽度不小于墙高的40％，且不小于4m。

3.3加筋材料

复合加筋带——钢～塑复合加筋带是以高强细钢丝为主受拉元件，外包裹抗老化塑料层，塑料层既使钢丝能协调共同工

作，又保护钢丝免遭锈蚀。

钢－塑复合加筋带具有较好的工程性能，对于建筑高大加筋土挡墙，具有比较明显的优势。

加筋材料应具有较高的强度，受力后变形小，表面粗糙、能与填料产生足够的摩擦力，抗腐蚀性好，加工、接长方便，与

面板的连接简单、可靠。

加筋材料的铺设一般为平铺。

3.4填料

填料的选择要求易压实、与拉筋材料有足够的摩擦力、满足化学和电化学标准。

对浸水工程，要求水稳定性好。

因此，砾类土、砂类土、碎石土、黄土、中低液限粘性土及工业废渣（要满足化学和电化学标准）均可应用。

对目前大量应用的聚丙烯土工带、土工格栅、土工织物等土工合成材料，应尽量避免金属离子（铜、锰、铁等）进入加筋体，填料中不宜含有氯化钙、碳酸纳、硫化物等化学物质。

填料的压实能否达到设计要求是加筋土工程成败的关键。

加筋土力学性能的改善和稳定性的提高与填料的压实紧密相关，因此，填料除了上述要求之外，还必须要有一个土工标准。

土工标准包括力学标准和施工标准，力学标准包括填料的组成成分、物理指标、力学指标，施工标准主要以压实度来控制。

3.5面板

面板的作用是装饰整洁墙面、约束土体、传递下滑土体的推力，与加筋材料、填料共同形成加筋体。

面板的选择原则是与环境协调、造形优美、便于施工（预制脱模方便、便于安装、与筋带连接方便，规格品种少）、造价经济。

面板的型式常用的有槽形板、十字板、六角形板、L形板、矩形板等。

面板的厚度由拉筋拉力对面板的作用计算而确定，长和宽要与筋带的铺设、施工方法相一致。

面板上的筋带结点，可采用预埋钢拉环、钢板锚头或预留穿筋孔等形式。

墙顶、转角处、沉降缝处、与其它构筑物相结处可采用部分异形板或角隅板。

异型板或角隅板既要考虑到结构上的需要，也要考虑到整个墙面的美观、整洁、顺畅、自然。

3.6排水和反滤设施

加筋土挡墙和加筋土边坡都需做好排水设施。

位于河岸上的加筋土工程，在墙面板后做好反滤设施。

3.7其它

加筋土挡墙的压顶或帽石。

墙顶栏杆可根据需要情况设置，现浇混凝土帽石时预留栏杆柱插口。

加筋体基底和后方边坡处理。

当挡墙高度较大时，在墙的中部宜设置错台。

当墙上有其它构筑物时，如涵洞等，构筑物的稳定应单独考虑。

墙（坡）顶种的绿化要求。

4.加筋土工程设计计算

4.1加筋土工程设计计算内容

加筋土挡墙和加筋土边坡设计计算内容一般包括：

（1）内部稳定计算

A．加筋材料抗拉强度计算

B．加筋材料抗拔稳定计算；

（2）外部稳定计算

A、筋体倾覆稳定、滑移稳定、整体稳定验算，

B．基底应力和地基承载能力验算，

C．加筋体中变截面处的倾覆、滑移和整体稳定验算；

（3）构件强度和配筋计算

A．面板强度计算，

B．钢筋混凝土加筋带强度计算，

C．桥台垫梁、地基基础梁等构件强度计算等；

（4）其它计算

A．加筋土岸壁码头系船设施稳定计算，

B．水流对基础的冲刷与防护计算，

C．特殊处理地基需要的计算，

D．沉降变形计算等。

加筋地基计算内容一般包括：

稳定计算、承载能力（或承载比）计算和沉降变形计算。

设计计算时应考虑各种可能的荷载组合，即各种可能的工况。

4.2加筋土挡墙内部稳定计算

（1）条带式直立加筋土挡墙

对高度小于12m的一般直立式加筋土挡墙，按局部平衡法计算。

设结点的水平向间距为Sx，竖向间距为Sy，则加筋体中第i层1个结点加筋带的拉力为：

Ti=KiWiSxSy

Ki可按规范计算（式（3.13））或经验法计算（式（3.12g））。

筋体中第i层1个结点所需加筋带的根数为：

nik=TI/Td（4.7）

式中，nik——由强度计算所得的第层1个结点加筋带的根数；

Td——加筋带的设计拉力，取单根加筋带在延伸率为1.5%~2%的抗拉力，且不大于加筋带的极限抗拉强度的1/4~1/5，（kN）。

第i层加筋带的锚固长度按下式计算：

L2i=KfTi/（2nibWif）（4.8）

式中，ni——1个结点加筋带根数的设计实际采用值，ni3nik，

且不小于2，一般取偶数；

b——单根加筋带的宽度（m）；

其余符号意义同前。

加筋带的下料长度为：

Lxi=2（L1i+L2i）+（0.3~0.5）m（4.9）

加筋带与面板在结点处采用钢筋拉环连接，拉环设计同吊环设计，拉力为Ti。

（2）包裹式加筋土挡墙

加筋材料采用土工格栅或高强土工布，在纵向方向一般连续铺设，加筋材料拉力和抗拔稳定计算同前，包裹回折长度L0按下式计算：

L0=KfTi/（4gzitgjsg）（4.8）

式中，L0——回折长度（m）；

Kf——抗拔安全系数；

Ti——土工格栅拉力（kN/m），Ti=KiWiSi；

Ki——侧压力系数；

Wi——计算截面上的垂直压应力（kN/m2）；

Si——第i层土工格栅的层间距（m）；

jsg——土工格栅与填土的摩擦角（°

），由试验测得；

土工格栅的下料长度为：

Lxi=L0+L1+L2+S（4.11）

由于加筋材料在纵向连续铺设，为了达到经济的目的，可调整加筋材料的层间距Si

Si=Td/（KfiWi）（4.12）

式中，Td——加筋材料的设计抗拉强度，取极限抗拉强度的1/4~1/5。

（3）L形面板阶梯型挡墙

如图4.8所示L形面板的阶梯型墙，稳定坡面（或破裂面）的倾角为。

破裂面以外为滑动体，每层滑动体的平均宽度为aS+0.5rS，每层滑动体的重量为：

Wa=（a+0.5r）gS2（4.13）

防止面板滑动所需要的加筋材料拉力为：

Td=Watg（b-j）（4.14）

加筋材料与面由拉环锚固时，按式（4.7）和式（4.8）确定筋带数量。

加筋材料在L板处采用回折包裹时，加筋材料与面板的摩擦力Fb为：

Fb=2agS2tgjb（4.15）

回折加筋材料的摩擦力F为：

F0=2gSL0tgjsg（4.16）

[Kf]Ti=Fb+F0（4.17）

上述各式中，Wa——每层滑动体的重量（kN/m）；

S——加筋材料层间距（m）；

a——L面板底宽系数，a=B/S；

r——梯形墙坡度比；

b——破裂面倾角（°

）；

jb——加筋材料与面板的摩擦角（°

（4）其它

对整体式桥台或墙高大于12m的挡墙，在公路荷载组合Ⅰ（基本可变荷载的一种或几种与永久荷载的一种或几种组合）时，应采用总体平衡法验算，即按式（3.63）、式（3.64）和式（3.65）计算，也可直接采用经验法计算。

对外墙面陡于稳定面的阶梯型挡墙，也可用总体平衡法计算加筋体的内部稳定。

4.3加筋土挡墙外部稳定验算

首先确定加筋体结构断面的“墙背”。

根据加筋体的填料和“墙背”后的填料及施工要求，参照附录确定“墙背”的外摩擦角，按规定确定各种工况，分别计算作用在“墙背”上的荷载（主要为土压力）。

加筋体沿基底及各界面处的滑移稳定按式（3.20）和（3.21）进行验算。

加筋体的倾覆稳定（沿加筋体前趾处）按式（3.22）和（3.23）进行验算。

加筋体基底应力按式（3.24）和（3.25）进行验算。

根据规范规定，加筋体后踵处的基底应力smin30,当要满足smin=0时，相应的加筋体宽度，即底层加筋长度为最小

Lmin=H（Ka）1/2（4.18）

地基容许承载力验算

墙体前趾处不超过地基容许承载能力[R]值，其加筋长度为：

L≥｛Kag1H/（〔R〕－g1H）｝1/2（4.19）

式中，Ka——墙后填土的主动土压力系数；

H——计算墙背的填土高度（含等代土层高度）（m）；

g1——墙后填土重度（kN/m3）；

[R]——地基容许承载力（kN/m2）。

由于加筋体属柔性结构，按上述方法计算的墙前趾处的最大基底应力可进行适当折减。

加筋体与地基及后方部分填土的整体稳定按式（3.29）或式（3.30a）、（3.30b）进行验算。

计算时一般不考虑圆弧穿过加筋层的情况。

对于锯齿型断面，滑弧面穿过加筋体的下部加筋层时，应考虑用复合滑动面进行稳定验算，此时

Ks=（RAD＋RDE＋RT）/FAD（4.20）

式中，RAD、RDE——分别为圆弧段AD、直线段DE的阻滑力

FAD——圆弧段AD的下滑力；

RT——BD段拉筋产生的阻滑力；

Tfi——BD段第层加筋对应该滑面的抗拔力；

Td——BD段第层加筋的容许拉力；

nk——BD段加筋带总层数。

4.4加筋边坡与加筋堤设计计算

（1）加筋边坡

加筋边坡与一般边坡相比，坡度都比较陡，根据边坡高度和填土情况及工作条件，坡比一般为1:

0.5~1:

1.5。

加筋边坡的设计计算主要为整体稳定计算，即按式（3.66）或式（3.67）计算。

计算前，先参考类似工程初步选择加筋材料，拟定一个布筋方案，进行试算。

然后再根据试算结果调整加筋材料，优化布筋方案，再进行详细计算。

或者选择多种加筋材料和拟定相应的多种布筋方案计算，并进行技术经济比较，从中选择最佳方案绘制施工设计详图。

（2）堤底加筋垫层

根据情况，按式（3.71）或式（3.72）进行计算。

4.4.5其它设计计算

（1）构件强度计算

面板承受填土压力，填土压力通过结点加筋材料向后传递。

（2）基础冲刷与防护计算

（3）局部冲刷

4.6加筋地基设计计算

条形加筋地基的承载能力可由下式计算：

P=acNcb+T（2sinq+bNgb/r）+gDfNgb（4.25）

式中，P——加筋地基承载力（kN/m）；

a，b——地基形状系数，一般a=1，b=0.5；

C——地基土的凝聚力（kPa）；

Nc，Ng——与内摩擦角有关的承载力系数，按建筑地基规范，可取Nc=5，Ng=1.39；

b——基础宽度（m）；